CN204258712U - 一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，本装置包括四个部分：核心控制器,传感器与探测器,执行机构和辅助功能机构。光照探测器和湿度传感器与核心控制器相连，核心控制器与辅助机构相连，辅助功能机构由逻辑通道和电源模块组成。执行机构由驱动电机，保护杆和除尘杆组成。太阳能电池板固定在支架上，保护杆和除尘杆的两侧内嵌于支架两侧导轨中，除尘杆上安装有小电机驱动的旋转刷头。通过控制驱动电机使保护杆和除尘杆沿着双层导轨两端往返做直线运动。本实用新型可以有效地清除太阳能电池板上的灰尘，提高发电效率。当晚上或者恶劣天气时可以有效地保护太阳能电池板，可以有效延长太阳能电池板的使用寿命。

Description

一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池板的保护装置，尤其是一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置。

背景技术

进入21世纪，人类社会加速发展，随着化石能源的不断衰竭，以及化石燃料的燃烧产生的新能源发电越来越受到人们的关注，太阳能是一种取之不竭，取之不尽的清洁能源，它具有无污染，无噪声，运行成本低等优点；目前世界上许多国家都已经对太阳能发电技术做了大量研究，虽然太阳能电池的电能转化率已经在很大程度上得到提高，大约在20%左右，但是还是有很大一部分都浪费的，所以太阳能电池的利用效率的研究很有必要；中国太阳能资源最丰富的地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地；这些地区气候干燥，而且空气中包含大量的粉尘，灰尘覆盖到太阳能电池板上面会影响光电转换效率，如遇到沙尘天气，空气中会带有大量的颗粒物，会对太阳能电池板造成一定损伤；因此有必要在恶劣天气下对太阳能电池板进行保护。

太阳能电站安装有大量的太阳能电池板，这些太阳能电池板需要定期进行除尘作业才能保证高效的光电转换效率；如果需要人工操作的话，会浪费大量的人力、物力和财力，造成后期投入过大；位于高层建筑楼顶的太阳能发电机组，经常处于无人看守的状态；因此太阳能电池板的自动除尘与保护是很有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，本装置可靠性高，除尘效果好；白天开启太阳能电池板进行发电，夜间或者遇到恶劣天气时对电池板进行保护，同时提供两种控制模式：自动控制和人工控制。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，本装置包括核心控制器（22），传感器与探测器（23），辅助功能机构（24）和执行机构（25），其特征在于：传感器与探测器（23）的光照探测器和湿度传感器安装在太阳能电池板的支架（1）上，MCU和CPLD封装在核心控制器（22）中；所述执行机构（25）包括：太阳能电池板支架（1），控制盒(2），保护驱动电机(6)，保护驱动电机(4)，传动轴(7)，传动轴(8)，传动轴(9)，滑轮(11)，保护引导杆(15)，除尘驱动电机(3)，除尘驱动电机(5)，双层导轨(14)，传动链条(19)，导轮(10)，顶端限位装置(21)，底端限位装置(20)，防雨耐腐蚀材料制成的篷布(13)；带有电机驱动旋转刷头的除尘刷杆(16)，除尘杆两头为导轮(10)，导轮分别置于支架两侧导轨中；保护驱动电机(4)与保护驱动电机(6)为同一型号的电机，除尘驱动电机(3)与除尘驱动电机(5)带动除尘杆沿着导轨作直线运动，核心控制器提供了电池板保护和电池板除尘两个单独的功能按钮。

进一步地，本实用新型执行机构（25）的太阳能电池板支架（1）两侧的双层导轨，保护杆通过保护杆两端的导轮内嵌于上层导轨中；除尘杆通过除尘杆两侧的导轮内嵌于双层导轨的下层；保护杆和除尘杆均可拆卸，方便调换与维护。

进一步地，本实用新型除尘杆（16）上的旋转除尘刷头为除尘布条，旋转除尘刷头与太阳能电池板贴合，可以有效清除太阳能电池板（17）上吸附力较强的灰尘。

进一步地，本实用新型辅助功能机构（24）的控制盒主要由继电器电路和电源模块组成，继电器控制各驱动电机的开启与停止；电源模块由蓄电池组成，主要靠太阳能电池板充电；为执行机构与检测系统提供不同电压等级的电压。

进一步地，本实用新型执行机构（25）的太阳能电池板支架（1）与太阳能电池板(17)四周留有均有空隙，控制盒有两种模式：自动控制和人工控制。

本实用新型有以下优点.

1能够实现智能保护与除尘，自动化程度较高。可以保持太阳能电池的最大转化率，提高发电量，提高效益。

2 提供多种控制模式，在紧急情况下，如设备失灵或者人为需求装置动作时，可以使用人工操作控制本装置动作。

附图说明

图1为太阳能电池板支架以及执行机构的侧视图。

图2为太阳能电池板支架的正面视图。

图3为除尘杆与太阳能电池板局部视图。

图4为该装置的动作逻辑框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，本装置包括核心控制器（22），传感器与探测器（23），辅助功能机构（24）和执行机构（25）；其特征在于：传感器与探测器（23）的光照探测器和湿度传感器安装在太阳能电池板的支架(1)上，MCU和CPLD封装在核心控制器（22）中，当光照探测器检测到光照强度很小或者湿度传感器检测到空气湿度大于某一限定值时，采集到的信号通过MCU进行处理后，MCU发出命令，CPLD控制辅助功能机构逻辑通道内的继电器动作，保护驱动电机(6)启动，篷布放下对太阳能电池板进行保护；所述执行机构（25）包括：太阳能电池板支架(1)，控制盒(2)，保护驱动电机(6)，保护驱动电机(4)，传动轴(7)，传动轴(8)，传动轴(9)，滑轮(11)，保护引导杆(15)，除尘驱动电机(3)，除尘驱动电机(5)，双层导轨(14)，传动链条(19)，导轮(10)，防雨耐腐蚀材料制成的篷布(13)，在阴雨天和夜晚用来保护太阳能电池板（17），带有电机驱动旋转刷头的除尘刷杆(16)，除尘杆两头为导轮(10)，导轮置于支架两侧导轨中；保护驱动电机(4)与保护驱动电机(6)为同一型号的电机，除尘驱动电机(3)与除尘驱动电机(5)带动除尘杆沿着导轨作直线运动，除尘杆运动的同时，刷杆上的电机启动带动刷头(18)对太阳能电池板除尘。

传感器与探测器（2）实时采集处理光照和空气湿度信息，当光照达到能够使太阳能电池板发电时，MCU会发出指令控制太阳能电池板支架上的篷布收起，CPLD接收指令控制执行机构控制盒内的继电器动作，保护驱动电机(6)通电开启，篷布(13)收起，当导轮到达顶端限位装置(21)时，MCU接收到信号，发出保护驱动电机(6)断电关闭命令，同时，MCU向执行机构发出除尘命令，CPLD接收指令控制执行机构控制盒内的相应继电器动作，除尘驱动电机(5)开启，除尘杆(16)沿着导轨由上至下运动，同时刷杆上的电机启动带动刷头(18)对太阳能板（17）除尘。当除尘杆运行到支架的底部限位装置(20)时，MCU接收到信号，发出除尘电机(5)断电命令，此时刷杆上的电机依然工作，并且电机电压增大，清除旋转刷上的灰尘，一段时间后电压恢复正常。除尘驱动电机（3）启动，除尘杆由下至上运动对太阳能电池板进行第二次除尘。当返回顶端限位装置(21)时，MCU接收到信号，除尘过程结束；当太阳能电池板出现故障不能自动进行保护装置动作时，可人工操作控制太阳能电池板的保护装置动作。

Claims (5)

1.一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，本装置包括核心控制器（22），传感器与探测器（23），辅助功能机构（24）和执行机构（25）；其特征在于：传感器与探测器（23）的光照探测器和湿度传感器安装在太阳能电池板的支架（1）上,MCU和CPLD封装在核心控制器（22）中；所述执行机构（25）包括：太阳能电池板支架（1），控制盒(2），保护驱动电机(6)，保护驱动电机(4)，传动轴(7)，传动轴(8)，传动轴(9)，滑轮(11)，保护引导杆(15)，除尘驱动电机(3)，除尘驱动电机(5)，双层导轨(14)，传动链条(19)，导轮(10)，顶端限位装置(21)，底端限位装置(20)，防雨耐腐蚀材料制成的篷布(13)；带有电机驱动旋转刷头的除尘刷杆(16)，除尘杆两头为导轮(10)，导轮分别置于支架两侧导轨中；保护驱动电机(4)与保护驱动电机(6)为同一型号的电机，除尘驱动电机(3)与除尘驱动电机(5)带动除尘杆沿着导轨作直线运动，核心控制器提供了电池板保护和电池板除尘两个单独的功能按钮。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，其特征在于：所述执行机构的太阳能电池板支架（1）两侧的双层导轨，保护杆通过保护杆两端的导轮内嵌于上层导轨中，除尘杆通过除尘杆两侧的导轮内嵌于双层导轨的下层。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，其特征在于：所述除尘杆（16）上的旋转除尘刷头为除尘布条，旋转除尘刷头与太阳能电池板贴合。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，其特征在于：所述辅助功能机构（24）主要由继电器电路和电源模块组成，电源模块由蓄电池组成。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板的智能保护与除尘装置，其特征在于：所述执行机构（25）的太阳能电池板支架（1）与太阳能电池板（17）四周均留有空隙；控制盒（2）有两种模式：自动控制和人工控制。